二级计量师

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二级注册计量师考试专业实务案例分析

第五章 拟实制造优点及存在的问题

对大多数企业来说，还仅仅只有单元技术，没有达到实现阶段。因此，拟实制造对很多工业部门来说仍处于酝酿阶段。美国Sandia国家实验室、国家标准和技术研究所（NIST）及美国自然科学基金会支持的几个大学和企业联合研究中心正在进行拟实制造的各种单元技术及开发方面的高级研究工作。拟实制造在改变制造设施中既有很多优点，也有危险与挑战，必须谨慎从事。

拟实制造的优点有：

·节省成本。

·在设计中可实现及时反馈。

·以软件方式进行产品和制造过程的设计及测试。

·缩短产品的上市时间。缩短一年可降低开发成本25%、投资成本20%和产品直接成本2%。

·实现无纸加工及过程的全程追踪，并可实现自动建档。

·可在计算机屏幕上进行修改及复制。

·可模仿进入车间加工过程的一切事情，从单元模型到物料运输系统的建立、测试及修改。

·增进对制造过程及系统的进一步了解。

拟实制造的危险及挑战，诸如：

·软件工程师不懂系统的机械和物理性质以及系统的限制。

·软件工程师不懂他们所规划或优化的真实过程中的困难及特定装置的操作方法。

·程序员或用户不懂得软件的限制或术语。

·装置工程师们处于上述二者之间，试图搞懂在拟实制造方面合作者的语言、假设及逻辑。

·压缩制造过程的开发时间是特别难处理的事情。

·对软件需要开发测试、验证算法及过程，目前对电子原型系统的鲁棒性还一无所知。

·由于产品实现过程的并行性质，可能损失掉原先采用传统方法得到的原型机的知识。

·其它来自拟实合作方面的问题。

第六章 虚拟现实及增扩现实技术在拟实制造中的应用

在拟实制造中，虚拟现实技术已成为仿真系统发展中的一个新方向。在这个环境中，用户及制造工程师们通过各种虚拟现实工具可以实时地与对象进行各种交互。Deneb机器人公司的总裁Robert Brown认为，今天美国制造业之所以应用虚拟现实技术，主要是为了实现下列需求：

·基于仿真的设计 应用虚拟现实技术可以在计算机上考核一个产品在各种场合中应用的性能，并考核系统之间的相互依赖性。例如：基于空气动力学，是在计算机上研究飞机在各种条件下的飞行性能；基于水动力学，是在计算机上研究设计好的潜艇的性能等。

·拟实原型 在一个产品的实现过程中，做原型是一个必经的阶段，而不做原型或少做原型，将是大大加快这一过程及减少开发费用的有力措施。利用虚拟现实技术，在计算机上"制造"原型，我们称之为拟实原型。利用拟实原型我们可以对复杂系统在三维环境中进行考核与验证，可以对各种不同方案的原型进行试验、比较。

·并行工程 利用虚拟现实可在设计完成前，同时完成对不同加工方案的筛选、比较，并可确定车间的布置、物流及成本、周转时间、单元成本、所需资金及安装场所等。

·任务规划 可以实现快速原型及考核概念设计、机器人的离线编程等。

·训练 可以进行设备的操作训练，各种运载设备投放前的预先训练及维修训练等。2012年注册计量师考试

·人-机工程分析 可以使用户预先考核设计，确定运转周期和概念的可行性，考核提升能力、每小时产生的热量及姿态问题等。

综上所述，采用虚拟现实能增强企业的设计、分析、制造、训练及适应市场的能力，从而可以增加生产率，改进产品及加工过程的质量，降低成本，改进可靠性并能快速投放市场等。因此，今天虚拟现实已成为一个企业的战略性工具，各种公司纷纷采用虚拟现实来增强其竞争力。

第七章 发展拟实制造的意义

各种先进制造技术是相互关联、彼此交叉的，他们都离不开计算机网络、工程数据库技术的支持，从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要是它们的共同特点。下面简单介绍虚拟制造技术与其它先进制造技术的关系：

（1）敏捷制造（Agile Manufacturing）与虚拟制造技术：敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。2012年二级注册计量师考试

（2）绿色制造与虚拟制造技术：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个产品生命周期中，对环境的影响（负作用）最小，资源的使用效率最高。绿色制造的提出是人们日益重视环境保护的必然选择，发展不能以环境污染为代价，国际制造业的实践表明，通过改进整个制造工艺来减少废弃物，要比处理工厂处理已经排放的废弃物大大节省开支，因此，当绿色制造发展到一定阶段时，在虚拟制造技术中必定要集成绿色制造这一部分。

（3）精益生产（Lean Production）与虚拟制造技术：精益生产要求简化生产过程，减少信息量，消除过分臃肿的生产组织，使产品及其生产过程尽可能地简化和标准化。这样做的结果对虚拟制造的建模仿真是十分有利的，即现实生产过程越简化则虚拟制造实现起来就越容易。精益生产的核心是准时化生产和成组技术。实行精益生产为虚拟制造的实现创造了有利条件，长春一汽在这方面走在了前面。

随着拟实制造的发展，将为工程师们提供一个从产品的概念形成、设计、制造到实现的全过程三维可视及交互的环境；它将促使实现制造驱动设计，要求设计者在设计阶段把一个产品的构思、设计、制造统统考虑好。目前，电子类产品，特别是大规模集成电路，相对地比机械类产品简单，制造过程具有通用性，发展得较成熟；机械类产品相对较复杂，进展得较慢。另外，拟实制造的实现是建筑在一个企业内外实行计算机集成基础上的，只有在大范围采用计算机集成后，才能有效地实行拟实制造，并在此基础上过渡到敏捷制造时代。因此，今天我们在大范围内推广CIMS的应用，是有很深远的历史意义的。它将为我国实现跳跃式发展，打下坚实的基础。

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